Подбирайте поле PVT из расчета 2,5–4 м² на 1 кВт теплопроизводительности теплового насоса — примерно от 1,5 до 2 панелей на 1 кВт, то есть 12–16 панелей для теплового насоса «рассол-вода» мощностью 8 кВт. Поля менее 2 м² на 1 кВт не удерживают температуру источника в течение зимы и возвращают среднегодовой коэффициент преобразования к уровню воздушных тепловых насосов.
Сколько PVT-панелей нужно тепловому насосу?
Закладывайте 2,5–4 м² PVT на 1 кВт теплопроизводительности теплового насоса, при этом 4 м²/кВт — безопасное значение по умолчанию для проектирования в центральной и северной Европе. Стандартная PVT-панель имеет площадь около 1,7–2 м², так что получается примерно от 1,5 до 2 панелей на 1 кВт: 12–16 панелей для теплового насоса «рассол-вода» на 8 кВт, 6–8 панелей для агрегата на 4 кВт.
Это правило относится к PVT, используемым в качестве источника: панели заменяют скважину или грунтовый контур и питают испаритель через гликолевый контур. Если поле лишь предварительно подогревает воду для ГВС, подбор ведется уже по правилам соотношения коллектора и бака, и поле получается гораздо меньше.
Почему размер поля определяет среднегодовой коэффициент преобразования?
Потому что температура источника определяет COP в каждый без исключения час работы. Опубликованные результаты моделирования и натурных исследований для площадей коллекторов от 1,1 до 4,5 м² на 1 кВт тепловой мощности показывают, что поля менее примерно 2 м²/кВт нежизнеспособны: в январе температура источника падает настолько, что агрегат либо переходит на электрический ТЭН, либо работает не лучше воздушного теплового насоса. Лучшие сезонные показатели приходятся на диапазон 2,3–3,4 м²/кВт для оребренных панелей, которые получают от окружающего воздуха больше тепла, чем конструкции с плоской тыльной стороной.
Заниженная площадь поля — главная причина неудач в проектах с PVT в качестве источника. Завышенная площадь обходится дороже, но редко ухудшает показатели: избыток проявляется в более высоком среднегодовом коэффициенте преобразования и в большем объеме электроэнергии, отдаваемой в сеть.
| Мощность теплового насоса | Площадь PVT при 4 м²/кВт | Панелей (≈2 м² каждая) | Ориентировочная мощность PV | Буфер на стороне источника |
|---|---|---|---|---|
| 4 кВт | 16 м² | 8 | ~3,4 кВт (пик) | 100–150 л |
| 6 кВт | 24 м² | 12 | ~5,1 кВт (пик) | 150–200 л |
| 8 кВт | 32 м² | 16 | ~6,8 кВт (пик) | 200–300 л |
| 12 кВт | 48 м² | 24 | ~10 кВт (пик) | 300–400 л |
| 16 кВт | 64 м² | 32 | ~13,6 кВт (пик) | 400–500 л |
Столбец с мощностью PV служит полезной проверкой на здравый смысл: система с PVT в качестве источника почти всегда вырабатывает больше электроэнергии, чем потребляет домохозяйство, поэтому, прежде чем считать эту выработку «бесплатными деньгами», проверьте тариф на отдачу в сеть.
Меняется ли подбор для грунтовых контуров, горячей воды или воздушных агрегатов?
Да, тремя способами:
- Регенерация грунтового контура. Если PVT дополняют существующую скважину, а не заменяют ее, достаточно 1–2 м²/кВт. Панели восстанавливают тепловой запас грунта летом и замедляют долгосрочное падение температуры скважины; зимнюю нагрузку они не несут.
- Только предварительный подогрев горячей воды. Для предварительного подогрева ГВС семьи хватает от четырех до восьми панелей. Здесь определяющим ограничением является объем бака, а не мощность теплового насоса — см. какой объем бака нужен на 1 м² коллектора.
- Агрегаты «воздух-вода». Поле PVT не может служить источником для стандартного теплового насоса «воздух-вода». Для такой пары нужен агрегат «рассол-вода» или моноблочный тепловой насос, специально рассчитанный на гликолевый контур источника. Прежде чем что-либо подбирать, уточните модель.
Что еще нужно подобрать вместе с панелями?
Четыре позиции, ошибка в которых обесценивает все поле:
- Расход. Закладывайте 40–60 л/ч на 1 м² панели. Для поля 32 м² это примерно 1300–1900 л/ч в контуре источника — потребуются более мощный насос и трубопроводы большего диаметра, чем в обычном солнечном контуре.
- Концентрация гликоля. Жидкость на стороне источника намеренно работает при температуре ниже 0 °C, поэтому пропиленгликоль обычно разбавляют так, чтобы защита сохранялась до −20 °C и ниже.
- Буфер на стороне источника. Около 25–40 л на 1 кВт мощности теплового насоса сглаживает несоответствие между источником, зависящим от облачности, и компрессором, которому нужны стабильные условия — по той же логике, что и подбор буферной емкости в литрах на кВт.
- Запас на оттайку. Панели, работающие как источник, использующий тепло воздуха и солнца, могут обмерзать влажным зимним утром, а их оттайка обходится порядка 0,15–0,25 кВт·ч на панель за один раз. Слишком малое поле такой расход покрыть не может.
Чего должна достигать готовая система?
Правильно подобранная система с PVT в качестве источника должна обеспечивать среднегодовой коэффициент преобразования примерно 4,0–4,5 — заметно выше, чем у типичной модернизации с воздушным тепловым насосом, и близко к системе со скважиной, но без разрешения на бурение. Для сравнения: тепловые насосы серии Solimpeks Varm Up достигают COP до 4,9 при A7/W35, а источник PVT призван удерживать условия вблизи этого диапазона значительно большую часть года, чем способен окружающий воздух.
Если предлагаемый проект не может подтвердить целевой SPF в моделировании для вашего региона, поле почти наверняка слишком мало. Попросите проектировщика предоставить смоделированную кривую температуры источника за январь, а не только годовой итог по энергии.
Часто задаваемые вопросы
Сколько PVT-панелей заменяют геотермальную скважину?
Примерно две панели на 1 кВт мощности теплового насоса, то есть 16 панелей — около 32 м² — для агрегата на 8 кВт. Такой подбор рассчитан на то, чтобы получить производительность, сопоставимую со скважиной, без бурения, и для него нужен тепловой насос «рассол-вода», а не воздушный агрегат.
Могут ли PVT-панели быть единственным источником тепла для теплового насоса?
Да, при использовании теплового насоса «рассол-вода» и поля не менее 2,5 м² на 1 кВт. При меньшей площади температура источника в середине зимы резко падает, и подключается резервный ТЭН, что полностью сводит на нет экономию на эксплуатационных расходах.
Работают ли PVT-панели ночью в качестве источника для теплового насоса?
Да. Неостекленные панели WISC обмениваются теплом с окружающим воздухом и обычно работают при температуре на несколько градусов ниже температуры воздуха, поэтому продолжают отбирать энергию и после наступления темноты. Выработка ниже, чем на солнце, но далеко не нулевая.
Сколько места на крыше требуется системе теплового насоса с PVT?
Около 32 м² незатененной кровли для теплового насоса на 8 кВт — это сопоставимо с PV-полем мощностью 7 кВт (пик). Это главное практическое ограничение для систем с PVT в качестве источника в таунхаусах и многоквартирных домах.